煤化工也要“小題大做”
作者： 2015年10月22日 來源：互聯網 瀏覽量：
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目前被投入大量人力和物力的煤化工重點課題，基本是這樣幾類： 一類催化劑。如費托合成鐵基催化劑、甲醇裂解制低碳烯烴催化劑等，都已經進行了幾十年，現在已經取得成功，以它為核心建成了一個個大裝置，還有一
目前被投入大量人力和物力的煤化工重點課題，基本是這樣幾類：
一類催化劑。如費托合成鐵基催化劑、甲醇裂解制低碳烯烴催化劑等，都已經進行了幾十年，現在已經取得成功，以它為核心建成了一個個大裝置，還有一些正在突破之中，如芳烴合成等。
另一類是工藝單元。如煤氣化工藝。由于煤質的不同，煤氣化工藝也可能不同。國內近年來成功開發了許多煤氣化工藝，如多噴嘴、航天爐、兩段爐、清華爐等，在不同的裝置中得到應用。目前，國內有名氣的煤氣化技術已經達到約25種，新品種還在不斷出現。
以上這些對煤化工起到很大的作用，它們也可以稱為煤化工科研的“大題”。這些題目的重要性是無與倫比的，它們是未來工藝裝置中的核心單元，因此受到國家 的科研院所和企業的科研院所的高度重視，爭相立題研究。往往一個題目很多單位在做。大量重復研究，被稱為同質化研究，耗費了大量人力物力。以煤氣化為例， 粉煤氣化技術，包括引進的有10來種。它們之間無非是上行與下行、后續廢鍋和激冷流程的區別，其它出入不大。就是有專利的噴嘴，也并沒有質的突破。而研究 單位爭相投入，導致科研同質化，是這類“大題”進步緩慢的根本原因之一。
然而，一些“小題”，卻被人冷落或者開發單位很少，國家難以立項、企業不愿意開展，開發者訴言推廣艱難。原因很簡單，“小題”似乎成不了大氣候。
比如，褐煤是煤化程度最低的煤。中國褐煤量約占全國煤炭總資源量的13%，主要分布在內蒙古東部、云南東部。褐煤的燃燒值低，做燃料不合適，當地很希望用它來發展煤化工。
水煤漿造氣是煤制油最理想的氣化方法，但褐煤能否制漿？回答當然是可以的，但是漿體中煤的濃度很難達到60%，通常在49%～55%之間。原因是褐煤的 內水不容易分離出來進入漿體中。現在有的單位聲稱開發的技術可以將褐煤的內水擠出來一起制漿，再加上適當的分散劑、穩定劑等添加劑，進行深度研磨，可以提 高褐煤的制漿濃度3～5個百分點。
因此，個別褐煤可以制成接近60%的水煤漿，但是實際上大部分褐煤達不到這個界限。而且煤化工企業難以接受，原因是穩定性方面沒有徹底解決。也就是說，這個技術不完善。要想使褐煤能夠做成工業上可以使用的水煤漿，還需要進一步創新。
褐煤制漿，在煤化工科研中算是個小題目。這個從燒杯到小高壓釜開始試驗的課題，能申請上十萬八萬課題經費就不錯了，究竟能起多大作用？
目前，煤化工的原料多數還是采用煙煤，真正要采用褐煤是有困難的，問題在于褐煤氣化上，這類煤很難采用氣流床。這個問題一直困擾著這個行業的發展。而國內實際情況是希望用褐煤作為原料，原因是這種煤在其他工業上的利用價值比較低，沒有很好的出路。
以煤制天然氣為例，褐煤制天然氣的傳統方法是魯奇爐。這個工藝在美國已經實現30年，有著豐富的經驗。魯奇爐采用的固定床技術，原料是碎煤，技術已經很 成熟。因此，國內被批準建設的4個煤制天然氣裝置，3個規模大的采用魯奇爐。但是，近期國內的環保標準越來越嚴，魯奇爐的污水處理很困難。此外還有一些其 他缺點難以克服，如對原料煤的規格要求高等。因此要求改變煤制天然氣中煤氣化工藝的呼聲越來越高。
解決的辦法就是褐煤制漿，即采用新的手段將褐煤中的內水擠出來，制成濃度為60%左右的水煤漿。用水煤漿制成甲烷，不僅能夠解決魯奇爐的問題，而且還成為現代煤化工中工藝最簡單的流程，看起來成本高一些，實際上環保簡單得多，利大于弊。
所以，褐煤制漿雖然在煤化工科研中算是個小題目，但也是具有很大意義的。未來有20來個大型煤制天然氣項目排著隊在建和擬建，投資幾千億。試想一旦在這 個問題上來個大翻身，用褐煤制漿代替魯奇爐工藝，未建的項目從頭開始重新設計，難道不是煤化工戰線上的一場重大變革嗎？
歷史上一些小項目科研成果起到了很大作用的事例常有發生。例如在80年代以前，合成氣中脫除二氧化碳采用各種各樣的溶劑，如水、苯菲爾溶液、胺堿液、碳 酸丙烯脂、砷堿液等，效果不是很好。自從人們了解二氧化碳在甲醇中的溶解度較大而發明低溫甲醇洗工藝后，將其他方法一掃而光。現在煤化工的大中型項目中的 脫碳流程，幾乎全部是低溫甲醇洗，而此后就沒有多大進展。
所以，類似褐煤制漿這樣的“小題”，確實值得大做。
作者簡介：
唐宏青，1989年獲得中國石化總公司首批“突出貢獻科技管理專家”稱號，1994年晉升教授級高工，1996年任中國石化集團蘭州設計院副總工程師，2003年任中國石化集團寧波工程有限公司副總工程師，2008年任中科合成油工程有限公司技術專家。
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標簽：煤化工
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